Approche pour une modélisaBon de la dynamique des Vibrio pathogènes humains dans les lagunes du Golfe d’Aigues Mortes et pour une analyse économique et une prospecBve des conséquences de leur émergence Patrick MONFORT Hélène REY-‐VALETTE UMR 5119 ECOSYM (CNRS, UM2&1, Ifremer, IRD), Equipe Pathogènes et Environnement, Montpellier "Laboratoire Montpelliérain d’Economie Théorique et Appliquée » LAMETA, Montpellier
Genre Vibrio Famille des Vibrionaceae Bacille incurvé à Gram négaVf, mobile Milieux marins et marins-‐côVers 98 espèces InteracVon avec les autres organismes • Symbiose Vibrio fischeri (Euprymna scolopes)
• Pathogènes
Vibrio aesturianus (huître) Vibrio parahaemoly5cus Vibrio vulnificus Vibrio cholerae
InfecVons humaines
Infections humaines à Vibrio •
V. parahaemoly5cus
Thermostable Direct Hemolysin (TDH) TDH-‐Related Hemolysin (TRH)
ExposiVon de plaies à l’eau de mer IngesVon de produits de la mer crus ou mal cuits
•
V. vulnificus
Toxines et hémolysines (vvhA, …)
• •
V. cholerae non-‐O1 / non-‐O139 V. cholerae O1 / O139
CT (Cholera toxine), RTX (Repeat in toxin), hémolysine (HlyA), TCP (Toxin coregulated pilus)
Gastro-‐entérites InfecVon cutanée, sepVcémie
IngesVon de produits de la mer crus ou mal cuits, eau contaminée ContaminaVon inter-‐humaine Cholera
Vibrio pathogènes humains Bactéries autochtones des milieux marins-‐côVers (eau, sédiments, coquillages) Dynamique saisonnière
(faibles concentraVons en période hivernale : effet T°) La baisse de salinité influence posiVvement leur présence (deltas, estuaires, lagunes, …)
ProblémaBque Bassin versant
Dynamique
Température Pluies Crues
Diversité intraspécifique Salinité
V. parahaemolyticus
? V. vulnificus MaVère organique
V. cholerae Phytoplancton
? Conséquences économiques : Conchyliculture
Grau
MER
F. Cantet, D. Hervio-‐Heath, A. Caro, C. Le Mennec, C. Monteil, C. Quéméré, A. Jolivet-‐Gougeon, R.R. Colwell, P. Monfort. 2013. QuanVficaVon of Vibrio parahaemoly5cus, V. vulnificus, and V. cholerae in French Mediterranean coastal lagoons. Res. Microbiol. 164 : 867-‐874.
Dynamique des Vibrio pathogènes humains dans des lagunes méditerranéennes
StaVons d’échanVllonnage 12
Vidourle
Etang de l’Or 1
Lez
5
Grande More
8
Vistre
6
7
Carnon 9
Etang du Prévost
Etang du Ponant
10
2&3
4
Grau du roi
Palavas les Flots 11 Mer Méditerranée Golf d’Aigues-‐Mortes
1. Etang du Ponant 2. Canal du Grau du Roi (surface) 3. Canal du Grau du Roi (profond >2m) 4. Vistre à l’entrée du Grau
du Roi 10. Canal du Lez 5. Plan d’eau du Vidourle 11. Grau du Prévost 6. Grau du Ponant 12. Etang de l’Or 7. Plage du Grand Travers 8. Grau de Carnon 9. Plage de Palavas
Quantification des 3 espèces de Vibrio Méthode du Nombre le Plus Probable – PCR (NPP-‐PCR) ÉchanVllon d’eau
1L
100mL FiltraVon
10mL
1mL
1mL
1mL
EPAS 18h -‐ 41,5°C ExtracVon d’ADN – PCR V. parahaemoly5cus : toxR V. vulnificus : dnaJ V. cholerae : ISR 16S-‐23S rRNA
Eau Peptonnée Alcaline Saline
Résultats en NPP/L
Facteurs mesurés • • • •
Température, salinité, pH Chlorophylle a Carbone organique parVculaire (COP) Azote organique parVculaire (NOP)
Dynamique des 3 Vibrio en fin de période esBvale Vibrio parahaemoly.cus
1
1
2
2
5
6
StaVon
5
6
StaVon
8
8
10
10
1
2
5
6
8
StaVon
StaVon
« eau de lagune »
StaVon
« graus, eau de mer »
10
Abondances des Vibrio plus élevées dans les staVons « eau de lagune » que dans les staVons « graus, eau de mer » 05 Sept 11
03 Sept 12
24 Sept 12
Abondance de V. parahaemoly.cus trh2+ en fin de période esBvale
05 Sept 11 03 Sept 12 24 Sept 12 1
2
5
6
StaVon
8
10
StaVon
«eau de lagune »
StaVon
« graus, eau de mer »
Absence de V. parahaemoly5cus tdh+ et trh1+
Pluies et crues de l’automne 2011 Hyétogrammes des pluies sur les bassins versants Hydrogrammes des principales rivières Date de prélèvements 1800000
0
1600000
50
1400000
Débit (m3/H)
1000000
150
800000
200
600000
250
400000
300
200000 0
19-‐oct
Nimes courbessac
Pluviométrie (mm)
100
1200000
24-‐oct
29-‐oct
Villevielle
3-‐nov
Prades-‐le-‐Lez
8-‐nov
Vistre
13-‐nov
Lez
Forte augmentaVon du débit des rivières suite aux fortes précipitaVons
350 Vidourle
VariaBon de la salinité dans les lagunes lors des crues de 2011
Forte diminuVon de la salinité provoquée par les apports d’eau douce des crues
Dynamique des 3 Vibrio lors des crues de 2011
V. cholerae
V. vulnificus
Salinité
V. parahaemoly.cus
V. parahaemoly.cus trh2+
Abondance des Vibrio
Salinité
V. cholerae
V. vulnificus
V. parahaemoly.cus
Abondance en Vibrio
V. parahaemoly.cus trh2+
Effet des facteurs environnementaux sur la dynamique des 3 Vibrio Analyse en Composante Principale (ACP) des données de la période de crue sur tous les sites Vibrio parahaemoly5cus
Vibrio vulnificus
Sal
Vp
Vibrio cholerae
Sal
Vv
CorrélaVon négaVve entre salinité et abondance des Vibrio Pas de corrélaVon avec les autres facteurs
Sal
Vc
Diversité intra-‐spécifique de V. cholerae et V. parahaemoly5cus dans des lagunes méditerranéennes
StaVons d’échanVllonnage 12
Vidourle
Etang de l’Or 1
Lez
5
Grande More
8
Vistre
6
7
Carnon 9
Etang du Prévost
Etang du Ponant
10
2&3
4
Grau du roi
Palavas les Flots 11 Mer Méditerranée Golf d’Aigues-‐Mortes
1. Etang du Ponant 2. Canal du Grau du Roi (surface) 3. Canal du Grau du Roi (profond >2m) 4. Vistre à l’entrée du Grau
du Roi 10. Canal du Lez 5. Plan d’eau du Vidourle 11. Grau du Prévost 6. Grau du Ponant 12. Etang de l’Or 7. Plage du Grand Travers 8. Grau de Carnon 9. Plage de Palavas
Prélèvement des souches EchanVllons EPAS (NPP triplicat)
QuanVficaVon des Vibrio pathogènes humains
18h à 41,5°C
Etalement sur CHROMagar Vibrio 24h à 37°C Repiquage des colonies présompVves sur TSA 20‰ IdenVficaVon Typage
PCR en temps réel MulVLocus Sequence Typing (MLST)
Typage de V. cholerae et V. parahaemoly.cus par MLST V. cholerae
V. parahaemolyticus
• adk • gyrB • mdh • metE • pntA • purM • pyrC
• dnaE • gyrB • recA • dtdS • pntA • pyrC • tnaA
Sequence Type (ST)
Séquence unique des concaténaVons des 7 gènes
Diversité intraspécifique de V. cholerae et V. parahaemoly.cus Arbre phylogénéVque des concaténaVons des 7 séquences de gènes Vibrio cholerae
Vibrio parahaemoly5cus
Grande diversité des souches de Vibrio cholerae et Vibrio parahaemoly5cus Diversité indépendante des sites et des dates de prélèvement
Diversité intraspécifique de V. cholerae en foncBon des dates et des sites associées à leur abondance
Nb de souche
Vibrio cholerae
ST retrouvée dans un cas clinique au Bengladesh
Juillet
Septembre Novembre
Mise en évidence d’une ST impliquée dans un cas clinique de V. cholerae Absence de souche de V. cholerae possédant le gène ctxA nécessaire à la synthèse de la toxine cholérique
Diversité intraspécifique de V. parahaemoly.cus en foncBon des dates et des sites associées à leur abondance
Nb de souche
ST retrouvé dans un cas clinique en Chine Souche trh2+
Juillet
Septembre
Novembre
Mise en évidence d’une ST impliquée dans une cas clinique de V. parahaemoly5cus Présence d’une souche de V. parahaemoly5cus trh2+ Absence de souche de V. parahaemoly5cus tdh+ et trh1+
Appréhender les conséquences (impacts et possibilité d’adaptaVon) socio-‐économiques de l’émergence de Vibrio pathogènes humains sur les acVvités conchylicoles
ProblémaBque Evaluer la vulnérabilité des acVvités et des usages par rapport à une contaminaVon émergente. Choix d’élaborer des scénarios d’impact et d’adaptaVon possibles en foncVon des modalités de contaminaVon de façon à idenVfier les facteurs de cere vulnérabilité. L’hypothèse est que le niveau de contaminaVon qui peut être areint du fait de l’évoluVon des milieux (température et salinité) en lien avec le changement climaVque conduira à la mise en place d’une règlementaVon spécifique et à des interdicVons de baignade ou de vente de produits conchylicoles. L’approche du fait de son caractère prospecVf et de la faible disponibilité des données économiques relaVves aux acVvités marines en Languedoc-‐Roussillon, se veut qualitaVve et exploratoire.
Coquillages V. parahaemolyticus
Septembre 2006
Janvier 2007
Juin 2007
Palourdes Thau
0.8 < 2.1 < 6.3
0.6 < 1.5 < 4.1
0.5 < 1.5 < 5
Moules Thau
20 < 50 < 240
0
10 < 20 < 140
Moules Prévost
3 < 9 < 39
0
80 < 210 < 640
Palourdes Thau
0
0
0
Moules Thau
0
0
0.01
